一种球型五向拨杆开关及汽车方向盘的制作方法

1.本说明书涉及方向盘开关按键技术领域，具体涉及一种球型五向拨杆开关及汽车方向盘。


背景技术：

2.方向盘开关按键主要类型有直压式、翘板式、拨杆式、滚轮式等，每种按键可以实现1～3个独立功能，开关由多个及多种按键组成根据造型进行排列。由于开关功能越多，则按键数量及种类越多，不仅会使开关尺寸需求更大会侵占方向盘其他零件的空间，而且会使开关成本更高，以及会使不同按键配合间隙变多、间隙容易不均匀，影响造型美观。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本说明书实施例提供一种球型五向拨杆开关及汽车方向盘。
4.本说明书实施例提供以下技术方案：
5.一种球型五向拨杆开关，包括：壳体、面盖、操作杆、内轴、电路板和至少四组导轨，所述壳体和面盖之间装配后形成用于容纳所述内轴的腔室，所述内轴包括球体，所述球体的球心水平方向向外延伸形成与所述导轨相配合的限位杆，所述球体上贯穿设置有用于容置所述操作杆的导向槽；
6.其中，所述操作杆可沿着所述导向槽向靠近所述电路板的方向运动，以压迫设置于所述电路板上位于所述操作杆正下方的微动开关；当所述操作杆朝向任意一组限位杆方向拨动时，所述操作杆带动所述球体在所述腔室内摆动，所述限位杆随着所述球体摆动压迫对应的导轨向靠近所述电路板的方向运动，所述导轨压迫设置于所述电路板上对应的微动开关。
7.优选的，所述壳体靠近面盖的一面向上延伸形成导轨槽和导杆槽，所述导轨插入所述导轨槽内，以限制所述导轨水平自由度实现竖直运动，所述导杆容置于所述导杆槽内，以限制所述导杆水平自由度实现竖向摆动。
8.优选的，所述拨杆开关还包括位于所述操作杆正下方的直推压杆，所述直推压杆穿过所述壳体嵌入所述导杆槽下部，当所述操作杆沿着所述导向槽向靠近所述电路板的方向运动，所述操作杆带动直推压杆向下运动以压迫电路板上位于所述操作杆正下方的微动开关。
9.优选的，所述直推压杆靠近所述操作杆的一侧端面开设有弧形限位面，所述弧形限位面与所述球体外壁相贴合。
10.优选的，所述面盖的外周侧设置有面盖挂扣，所述导杆槽的外周侧设置有与所述面盖挂扣相配合的导杆槽挂扣。
11.优选的，所述导轨和所述限位杆均设置有四组，四组所述限位杆绕所述球体球心在水平面内均匀分布，四组所述导轨分别设置于四组所述限位杆下方。
12.优选的，所述限位杆为弧形状，所述导轨靠近所述限位杆的端面开设有与限位杆
相配合的弧形槽，当其中一组所述限位杆摆动时，其相邻的限位杆在对应的弧形槽内转动。
13.优选的，所述微动开关设置有五组，其中四组所述微动开关分别设置于四组所述导轨的正下方，剩余一组所述微动开关设置于所述操作杆正下方。
14.优选的，本说明书中任一项所述的球型五向拨杆开关，所述拨杆开关还包括底座，所述电路板设置于所述底座的顶部，所述底座的外周侧设置有底座挂扣，所述壳体的外周侧设置有与所述底座挂扣相配合的壳体挂扣；
15.和/或，所述操作杆的顶端设置有操作板。
16.本说明书还提供一种汽车方向盘，方向盘本体和如本说明书中任一项所述的拨杆开关，所述拨杆开关设置于所述方向盘本体上。
17.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
18.通过采用操作杆带动内轴摆动时，形成竖直方向位移同时带动导轨运动，导轨按压微动开关，实现上拨、下拨、左拨、右拨等功能，按压方便，不会造成多余的行程，不会影响手感，结构简单，成本低，整体造型美观且实用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1是本技术球型五向拨杆开关的组装爆炸图；
21.图2是本技术球型五向拨杆开关的顶视图示意图；
22.图3是本技术球型五向拨杆开关的a-a剖视图示意图；
23.图4是本技术球型五向拨杆开关的b-b剖视图中球体内轴局部示意图；
24.附图标记：1、壳体，2、面盖，3、操作杆，4、内轴，41、球体，42、限位杆，43、导向槽，5、导轨，6、电路板，7、导杆槽，8、导轨槽，9、直推压杆，10、弧形限位面，11、底座，12、底座挂扣，13、微动开关，14、面盖挂扣，15、操作板，16、导杆槽挂扣，17、壳体挂扣。
具体实施方式
25.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
26.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面
可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
28.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
29.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
30.虽然，采用五向拨杆作为方向盘开关案件，可以增加功能集成度，减少按键，降低设计空间需求，降低成本等，但现有常见的五向拨杆结构为双轴联动式，通过两个内轴与壳体及拨杆装配实现上下左右四向拨动，配合零件多导致尺寸链长拨杆晃动量大，成本高，增加设计难度。
31.因此，通过对现有五向拨杆进行改进设计，本技术采用的解决方案包括：将五向拨杆内轴设计为球型结构，面盖与壳体装配形成圆形腔体结构，内轴在腔体结构中实现转动；内轴四个方向设计导向杆与壳体导向面配合，实现上、下、左、右拨动操作；拨杆与球型内轴通过挂扣限位，通过导向筋、槽配合实现滑动按压。
32.以下结合附图1至图4，说明本技术各实施例提供的技术方案。
33.如图1至图4示意，一种球型五向拨杆开关，包括：壳体1、面盖2、操作杆3、内轴4、电路板6和至少四组导轨5，壳体1和面盖2之间装配后形成用于容纳内轴4的腔室，内轴4包括球体41，球体41的球心水平方向向外延伸形成与导轨5相配合的限位杆42，球体41上贯穿设置有用于容置操作杆3的导向槽43；
34.在实现上拨、下拨、左拨、右拨及竖直按压操作中，操作杆3可沿着导向槽43向靠近电路板6的方向运动，以压迫设置于电路板6上位于操作杆3下方的微动开关13。因此，当操作杆3朝向任意一组限位杆42方向拨动时，操作杆3带动球体41在腔室内摆动，限位杆42随着球体41摆动压迫对应的导轨5向靠近电路板6的方向运动，即操作杆3带动内轴4摆动时形成竖直方向位移同时带动导轨5运动，使得导轨5压迫设置于电路板6上对应的微动开关13，从而导轨5按压微动开关13实现功能及操作手感。
35.拨动实现开关功能示意如下：按压操作杆3带动直压推杆，直压推杆按压微动开关13实现功能及操作手感；上拨、下拨、左拨、右拨操作杆3，操作杆3带动内轴4摆动时形成竖直方向位移同时带动导轨5运动，导轨5按压微动开关13实现功能及操作手感。其中，操作杆3上、下、左、右拨动带动球体41转动，球体41转动时带动对应的限位杆42运动，限位杆42压迫对应的导轨5向靠近电路板6的方向运动，导轨5触发微动开关13导通，实现拨杆开关四向拨动操作。
36.在一种示例中，可以设置相应导向用的槽，以对导轨5和导杆在竖向上移动及摆动时进行限位导向。
37.参考图1、图3-4，在壳体1靠近面盖2的一面向上延伸形成导轨槽8和导杆槽7，此时导轨5插入导轨槽8内，由导轨槽8限制导轨5在水平方向自由度，以此来实现导轨5竖直运
动。另外，导杆容置于导杆槽7内，此时导杆槽7限制导杆水平自由度实现竖向摆动。通过导杆与导杆槽7、导轨5与导轨槽8之间相互配合，实现竖向的移动及摆动。
38.在一种示例中，针对正中间的微动开关13，可采用直推压杆9来实现开关的按压操作。
39.参考图1、图3-4，拨杆开关还包括位于操作杆3正下方的直推压杆9，其中直推压杆9穿过壳体1嵌入导杆槽7下部，从而当操作杆3沿着导向槽43向靠近电路板6的方向运动时，操作杆3能够带动直推压杆9向下运动以压迫电路板6上位于操作杆3正下方的微动开关13。
40.在一种示例中，通过设置配合面，提高滑动配合的效果，进一步改善拨动手感。
41.参考图1、图3-4，直推压杆9靠近操作杆3的一侧端面开设有弧形限位面10，使得弧形限位面10与球体41外壁相贴合，从而当拨动操作杆3时，球体41与弧形限位面10实现球面配合滑动，防止串挡及转动，且操作杆3其他方向不会发生干涉，不会造成多余的行程不会影响手感。
42.在一种示例中，可通过在部件外周设置相应卡扣、挂扣等配合部，使得部件组装简单、可靠，也有利于拨动操作。
43.参考图1，在面盖2的外周侧设置有面盖挂扣14，在导杆槽7的外周侧设置有与面盖挂扣14相配合的导杆槽挂扣16，使得导杆槽7可靠地挂扣在面盖2上，更有利于导杆在导杆槽7中进行运动。
44.参考图1，拨杆开关还包括底座11，其中在底座11的外周侧设置有底座挂扣12，使得壳体1的外周侧设置有与底座挂扣12相配合的壳体挂扣17，以及将电路板6可以设置于底座11的顶部。
45.在一种示例中，参考图2，可在操作杆3的顶端设置有操作板15，如上拨、下拨、左拨、右拨以及按压等操作面板，既提高整体美观，又能便于操作。
46.在一种示例中，可通过四组导轨5和相应限位杆42的配合，实现上拨、下拨、左拨和右拨操作。
47.参考图1，导轨5和限位杆42均设置有四组，四组限位杆42绕球体41球心在水平面内均匀分布，四组导轨5分别设置于四组限位杆42下方。其中，球型内轴4可以实现四向运动，四个限位杆42在球心轴线上，上、下、左、右波动互不干扰可以与导轨5配合限位，防止串挡及转动。
48.在一种示例中，参考图1，将限位杆42设置为弧形状，以将导轨5靠近限位杆42的端面开设有与限位杆42相配合的弧形槽，因而当其中一组限位杆42摆动时，其相邻的限位杆42在对应的弧形槽内转动，进一步防止串挡及转动。
49.在一种示例中，参考图1至图4，在五向拨动中，微动开关13可以设置有五组，其中四组微动开关13分别设置于四组导轨5的正下方，剩余一组微动开关13设置于操作杆3正下方。通过操作杆3进行上拨、下拨、左拨、右拨或者按压，可由相应微动开关13实现通断功能。
50.在一种示例中，可通过以下装配方式实现部件之间的装配：每个导轨5正向装配至导轨槽8中，通过导轨槽8配合限制导轨5水平自由度实现竖直运动；直推压杆9背装至壳体1，通过导杆槽7配合限制直推压杆9水平自由度实现竖直运动；电路板6装配至壳体1中通过孔销定位；底座11与壳体1装配，通过底座挂扣12与壳体挂扣17卡接固定，装配后导轨5及直推压杆9压在微动开关13上；内轴4与壳体1及面盖2进行装配，导杆槽挂扣16与面盖挂扣14
卡接固定；装配固定后，面盖2与壳体1之间形成球型限位结构，与内轴4的球体41同圆心且球面配合，实现内轴4万向转动；操作杆3与内轴4卡扣连接装配，操作杆3垂直导向面与内轴4的导向槽43配合导向，限制操作杆3水平自由度实现垂直运动。
51.在一种示例中，操作杆3与球体41装配，通过金属轴销固定限制z向上自由度保证操作杆3无法脱出。
52.在一种示例中，操作杆3与轴销上端预留约2mm按压间隙，有利于驾驶员按压操作杆3带动直推压杆9运动触发微动开关13导通，实现操作杆3按压操作。
53.在一种示例中，操作杆3与内轴4为分体设置，可以实现5向操作(上拨、下拨、左拨、右拨、按压)。
54.操作杆3与内轴4为一体或固定设置，实现4向操作(上拨、下拨、左拨、右拨)。
55.基于相同发明构思，本说明书实施例提供一种汽车方向盘，方向盘本体和设置于方向盘本体上的拨杆开关，其中拨杆开关可以为本说明书中任一项实施例所述的球型五向拨杆开关。
56.本说明书中的各个实施例均之间，相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的实施例而言，描述比较简单，相关之处参见前面实施例的部分说明即可。
57.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种球型五向拨杆开关，其特征在于，包括：壳体、面盖、操作杆、内轴、电路板和至少四组导轨，所述壳体和面盖之间装配后形成用于容纳所述内轴的腔室，所述内轴包括球体，所述球体的球心水平方向向外延伸形成与所述导轨相配合的限位杆，所述球体上贯穿设置有用于容置所述操作杆的导向槽；其中，所述操作杆可沿着所述导向槽向靠近所述电路板的方向运动，以压迫设置于所述电路板上位于所述操作杆正下方的微动开关；当所述操作杆朝向任意一组限位杆方向拨动时，所述操作杆带动所述球体在所述腔室内摆动，所述限位杆随着所述球体摆动压迫对应的导轨向靠近所述电路板的方向运动，所述导轨压迫设置于所述电路板上对应的微动开关。2.根据权利要求1所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述壳体靠近面盖的一面向上延伸形成导轨槽和导杆槽，所述导轨插入所述导轨槽内，以限制所述导轨水平自由度实现竖直运动，所述导杆容置于所述导杆槽内，以限制所述导杆水平自由度实现竖向摆动。3.根据权利要求2所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述拨杆开关还包括位于所述操作杆正下方的直推压杆，所述直推压杆穿过所述壳体嵌入所述导杆槽下部，当所述操作杆沿着所述导向槽向靠近所述电路板的方向运动，所述操作杆带动直推压杆向下运动以压迫电路板上位于所述操作杆正下方的微动开关。4.根据权利要求3所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述直推压杆靠近所述操作杆的一侧端面开设有弧形限位面，所述弧形限位面与所述球体外壁相贴合。5.根据权利要求2所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述面盖的外周侧设置有面盖挂扣，所述导杆槽的外周侧设置有与所述面盖挂扣相配合的导杆槽挂扣。6.根据权利要求1所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述导轨和所述限位杆均设置有四组，四组所述限位杆绕所述球体球心在水平面内均匀分布，四组所述导轨分别设置于四组所述限位杆下方。7.根据权利要求6所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述限位杆为弧形状，所述导轨靠近所述限位杆的端面开设有与限位杆相配合的弧形槽，当其中一组所述限位杆摆动时，其相邻的限位杆在对应的弧形槽内转动。8.根据权利要求6所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述微动开关设置有五组，其中四组所述微动开关分别设置于四组所述导轨的正下方，剩余一组所述微动开关设置于所述操作杆正下方。9.根据权利要求1-8任一项所述的球型五向拨杆开关，其特征在于，所述拨杆开关还包括底座，所述电路板设置于所述底座的顶部，所述底座的外周侧设置有底座挂扣，所述壳体的外周侧设置有与所述底座挂扣相配合的壳体挂扣；和/或，所述操作杆的顶端设置有操作板。10.一种汽车方向盘，其特征在于，方向盘本体和如权利要求1-9任一项所述的拨杆开关，所述拨杆开关设置于所述方向盘本体上。

技术总结
本说明书实施例提供一种球型五向拨杆开关及汽车方向盘，包括：壳体、面盖、操作杆、内轴、电路板和至少四组导轨，所述壳体和面盖之间装配后形成用于容纳所述内轴的腔室，所述内轴包括球体，所述球体的球心水平方向向外延伸形成与所述导轨相配合的限位杆，所述球体上贯穿设置有用于容置所述操作杆的导向槽。通过将五向拨杆内轴设计为球型结构，面盖与壳体装配形成圆形腔体结构，内轴在腔体结构中实现转动，结构简单，成本低，既美观有实用。既美观有实用。既美观有实用。


技术研发人员：史佳南 李春亮 闾伟 郭鸿陈
受保护的技术使用者：均胜汽车安全系统研发（上海）有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/9/3